Question

15．如图所示，搬运工人用滑轮组在10s内将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，不计绳重及摩擦．求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重；
（3）拉力的功率为多大．

Answer 1

分析 （1）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{F3h}$=$\frac{G}{3F}$求出机械效率；
（2）若不计绳重和摩擦，根据F=$\frac{1}{3}$（G+G_动）求出动滑轮重；
（3）根据v=$\frac{s}{t}$求出拉力的速度，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力的功率．

解答 已知：物重G=120N，拉力F=50N，物体移动距离h=3m，时间t=10s，n=3．
解：（1）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{F3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%=$\frac{120N}{3×50N}$×100%=80%；
（2）不计绳重及摩擦，由F=$\frac{1}{3}$（G+G_动）可得动滑轮的重：
G_动=3F-G=3×50N-120N=30N；
（3）物体移动的速度v=$\frac{h}{t}$=$\frac{3m}{10s}$=0.3m/s，
工人拉绳的速度，v_绳=nv=3×0.3m/s=0.9m/s，
拉力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_绳=50N×0.9m/s=45W．
答：（1）滑轮组的机械效率为80%；
（2）每个动滑轮重为30N；
（3）拉力F的功率为45W．

点评 此题主要考查的是学生对速度、功率、机械效率、滑轮组省力情况计算的理解和掌握，注意变形公式的熟练运用，基础性题目．